打點計時器求加速度

第4-5節(jié)打點計時器及加速度

一、認識打點計時器

電磁打點計時器和電火花計時器

電源性質(zhì)打點頻率打點方式阻力來源

電磁打點計時器6v一下交流時間間隔0.02s,

頻率50Hz

振動通過復寫紙

在紙帶上打點

紙袋與限位孔的

摩擦，針與紙帶

打點接觸時的摩

擦

電火花計時器220v交流火花放電使墨粉

在紙帶上打點

紙帶與限位孔的

摩擦

1、電火花計時器工作時，紙帶運動時受到阻力小，比電磁打點計時器實驗誤差小。

2、打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間，如果把紙帶跟物體連在一起，紙帶上的點就

相應地表示出運動物體在不同時刻的位置。

說明：電磁打點計時器和電火花計時器的原理基本一樣，打點的時間間隔都是0.02s，

所以今后的敘述中不再區(qū)分，統(tǒng)稱打點計時器。

電磁打點計時器是利用電磁感應原理，其結(jié)構如圖甲所示；電火花計時器是利用火

花放電在紙帶上打點的，其結(jié)構如圖乙所示。

二、打點計時器的使用

實驗步驟：

⑴把打點計時器固定在桌子上，按照要求裝好紙帶。

⑵打點計時器接交流電源。

⑶接通電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出了一行小點，隨后立即關閉電源。

⑷取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點，如果共有n

個點，那么點的間隔數(shù)為n-1個，則紙帶的運動時間t＝0.02（n-1）s。

⑸用刻度尺測量一下從開始計數(shù)的一點到最后一點n間的距離。

⑹利用公式v=Δx/Δt計算出紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度。

說明：

①打點計時器是一種記錄運動物體在一定時間間隔內(nèi)位移的儀器。

②在使用前應了解它的結(jié)構，在使用時要遵照操作規(guī)程。

例1】電磁打點計時器是一種使用______電源的計時儀器，它的工作電壓是________V，當

電源頻率是50Hz時，它每隔______s打一次點。使用打點計時器時，紙帶應穿過________，

復寫紙應套在________上，并要放在紙帶的____面；打點時應先__________，再讓紙帶運動。

練習

1、使用電火花計時器分析物體運動情況的實驗中：

⑴在如下基本步驟中，正確的排列順序為____________________。

A.把電火花計時器固定在桌子上

B.安放紙帶

C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動

D.接通220V交流電源

E.按下脈沖輸出開關，進行打點

學點2用打點計時器測量瞬時速度

1、用打點計時器測量瞬時速度的方法與步驟：

①把打點計時器固定在桌子上。

②按照說明把紙帶裝好。

③啟動電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一系列的點。隨后立即關閉電源。

④取下紙帶，從能夠看清的某個點開始，每隔0.1s，即每５個點取１個“測量點”

標出０，１，２，…，５，如圖1-4-3所示。

⑤根據(jù)v＝Δx/Δt計算出0，1，2，…,5各點附近的平均速度，把它當作計時器打

下這些點時的瞬時速度，并記下來，點０作為計時起點，t＝０，便可看出手拉紙帶運動的

速度變化情況。

說明：①在使用電磁打點計時器時把紙帶穿過限位孔，把復寫紙片壓在紙帶上，在使用電

火花計時器時，把墨粉紙盤套在紙盤軸上。

②使用時，必須先通電，再拉動紙帶。

③測量瞬時速度在選擇測量點0，1，2，…，5時，每隔0.1s選擇一個較好，方便計算；在

選擇位移Δx時，應包含上面這個點的一段位移。

④用平均速度v=Δx/Δt代替測量點的瞬時速度，選取的Δx越小（即Δt越短），平均速度

越接近瞬時速度，誤差越小。

【例2】打點計時器所用電源的頻率為50Hz,某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度

尺測量情況如圖1-4-4所示，紙帶在A、C間的平均速度為____m/s，在A、D間的平均速

度為_____m/s,B點的瞬時速度更接近于______m/s

練習

1、用同一底片對著小球運動的路徑每隔0.1s拍一次照，得到的照片如圖1-4-5所示。

求１到６間小球的平均速度。

學點3用圖象表示速度

以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系，根據(jù)用打點計時器測出的各時刻的瞬

時速度值，用描點法在坐標系中描出各個點，再用平滑的曲線將各點連接起來，就得到一條

能反映速度隨時間變化關系的圖線，描述速度v與時間t關系的圖象，叫做速度—時間圖象

或v－t圖象。

說明：①勻速直線運動的圖象是一條平行于t軸的直線。勻速直線運動的速度大小和

方向都不隨時間變化，其v－t圖象如圖1-4-6（1）所示。

②從勻速直線運動的v-t圖象不僅可以看出速度的大小，而且可以求出位移，

據(jù)位移公式x=vt，在速度圖象中就對應著邊長分別為v和t的一塊矩形面積（圖（2）中畫

斜線的部分）。③從v-t圖上可以直觀地看出速度隨時間的變化情況。

【例3】在研究物體做變速直線運動的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)算出了物

體在各不同時刻的瞬時速度如下表

⑴畫出物體的v－t圖象。

⑵若０到１兩測量點間距離Δx=5.6cm,試求出t=0.06s時的瞬時速度。

測量點序號

01234

對應時刻（t/s）

00.10.20.30.4

瞬時速度（cm/s）

4282102110168

三、速度變化快慢的描述——加速度

（一）、加速度?

圖1-4-3

1.定義：?加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值。??

2.物理意義：?表示速度改變快慢的物理量，其數(shù)值越大表示在單位時間內(nèi)速度改變的越

快。????

?3.定義式：?a＝△v/△t?=（v-v0）/△t。?

?4.單位：米每二次方秒??寫作：m／s2或m·s-2?

例題1.關于加速度的含義，下列說法正確的是：（）

A、加速度表示速度的增加

B、加速度表示速度變化

C、加速度表示速度變化快慢

D、加速度表示速度變化的大小

（二）.加速度方向與速度方向的關系

加速度是矢量，方向與速度變化量△v的方向相同.

在變速直線運動中，速度的方向始終在一條直線上，取初速度v0的方向為正方向.

（1）若vt>v0，速度增大，a為正值，表示a的方向與v0的方向相同；

（2）若vt

例題2.足球以12m/s的速度與墻壁相碰后，以8m/s的速度反向彈回，球與墻的接觸時間為0.1s，

求足球的加速度大小和方向

例題3：速度為18m/s的火車，制動后15s停止運動。求火車的加速度

（三）勻變速直線運動中的加速度

在勻變速直線運動中，速度是均勻變化的，比值（vt-v0）/t是恒定的，即加速度a的大小、方

向不改變.因此，勻變速直線運動是加速度不變的運動.

什么是變化率？

一個量的變化跟時間的比值，即單位時間內(nèi)該量變化的數(shù)值，叫做這個量對時間的變化率。

變化率表示變化的快慢，不表示變化的大小。

加速度等于速度的變化和時間的比值，因而加速度是速度對時間的變化率。（區(qū)別于速率）

（四）加速度和速度的區(qū)別

(1)速度大的加速度不一定大（例如飛機以600m/s的速度勻速飛行）,加速度大的速度不一定大

（火箭剛剛升空時,速度不是很快,但加速度極其大.）.

(2)速度變化量大,加速度不一定大（由a＝△v/△t得知）。

(3)加速度為零,速度可以不為零（勻速直線運動）;速度為零,加速度可以不為零（豎直上拋物體

到達最高點時，速度為0，加速度為g）。

區(qū)別:加速度描述的是速度改變的快慢;速度描述的是位置改變的快慢

比較速度v、勻變速直線運動中速度改變Δv、和加速度a.

3、平均加速度

（1）、公式：a＝?v/?t

（2）、物理意義：描述速度變化的平均快慢程度

4、瞬時加速度

（1）、定義：物體運動到某一位置（或在某一時刻）時的加速度

在某一位置附近，或在某一時刻附近，取一小段足夠小的時間，物體在這一足夠小的時間內(nèi)的平

均加速度近似稱為這一時刻的瞬時加速度。在極小的時間內(nèi)，平均加速度等于瞬時加速度

勻變速運動：加速度不變的運動。這種運動中，平均加速度與瞬時加速度相等。

（五）從v-t圖像看加速度

1、前2秒內(nèi)的加速度

2、2s—4s的加速度：0

3、4s—6s的加速度：

注意：加速度為負值表示速度減小，此時，加速度方向與速度方向相反

V-t圖像的斜率就是加速度（對比s-t圖的斜率是物體的速度）

練習：

1、甲圖中OA、AB、BC段表示質(zhì)點在作什么運動？試求各段時間內(nèi)質(zhì)點的加速度。

乙圖中OA、AB、BC段表示質(zhì)點在作什么運動？試求各段時間內(nèi)質(zhì)點的速度。

2、如圖是某質(zhì)點做直線運動的v-t圖象，從圖上求出各段的速度變化及

加速度。

第四、五節(jié)打點計時器、加速度隨堂檢測

1.關于物體的下列運動中，不可能發(fā)生的是（）

A.加速度逐漸減小，而速度逐漸增大

B.加速度方向不變，而速度的方向改變

C.加速度大小不變，方向改變，而速度保持不變

D.加速度和速度都在變化，加速度最大時速度最小；加速度最小時速度最大

2.關于速度和加速度的關系，下列說法正確的有（）

A.加速度越大，速度越大

B.速度變化量越大，加速度也越大

C.物體的速度變化越快，則加速度越大

D.速度變化率越大則加速度越大

3.下列說法中正確的是（）

A.物體運動的速度越大，加速度也一定越大

B.物體的加速度越大，它的速度一定越大

C.加速度就是“增加出來的速度”

D.加速度反映速度變化的快慢，與速度無關

4.對以a=2m/s2作勻加速直線運動的物體，下列說法正確的是()

A.在任意1s內(nèi)末速度比初速度大2m/s

B.第ns末的速度比第1s末的速度大2（n-1）m/s

C.2s末速度是1s末速度的2倍

是的速度是(n/2)s時速度的2倍

甲乙

5.下列說法中，正確的是()

A.物體在一條直線上運動，如果在相等的時間里變化的位移相等，則物體的運動就是勻

變速直線運動

B.加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動

C.勻變速直線運動是加速度不變的運動

D.加速度方向不變的運動一定是勻變速直線運動

6.做勻減速直線運動的物體，10s內(nèi)速度由20m/s減為5m/s．求10s內(nèi)物體的速度變化和加

速度．

7.計算下列運動中的物體的加速度

（1）某飛機的起飛速度是50m/s，由于其地面跑道的限制，要求飛機在8S內(nèi)離開跑道，求

飛機起飛時的最小加速度．

（2）一輛汽車正以54km/h的速度行駛，因發(fā)生緊急情況關閉油門，剎車后做勻減速直線

運動，經(jīng)5S停止．

8.如圖所示v-t圖象，表示質(zhì)點做______運動，它的初速度為______，加速度為______，前

20s內(nèi)的加速度是______，第30s末的加速度_______。

9.在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點。其相鄰點間的距離如圖所示，每

兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個打印點未畫出。記AB=x1，BC=x2，CD=x3，DE=x4，EF=x5，

FG=x6。?

（1）?試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、F兩個點時小車的瞬時速度，并

將各個速度值填入上表要求保留3位有效數(shù)字。???

（2）?為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，填入表格（單位：cm）?各位

移差與平均值最多相差???????，若紙帶的右端后通過打點計時器．由此可以得出結(jié)論：

小車的運動是?????????

（3）試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離求出小車的加速度?????????????????。?

（4）將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中，并畫出小車的瞬時速度

隨時間變化的關系圖線。???

(5)由所畫速度—時間圖像求出小車加速度為??????????m/s2從圖象上求紙帶上的A點所對

應的物體的即時速度vA=______m/s.